Question

（15分）以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）写出燃烧黄铁矿的化学方程式                                 。

当有6mol SO₂生成时，转移电子        mol。

（2）进入接触室的气体中含标准状态下1120m³SO₂气体，达平衡后放出热量为4.728×10⁶kJ，此时SO₂转化率为96%。该反应的热化学方程式为               。

（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）         。

a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎            

b．过量空气能提高SO₂的转化率

c．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率

d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁               

e．吸收塔用水作吸收剂

（4）某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.1000 g样品充分灼烧，生成的SO₂气体与足量Fe₂(SO₄)₃溶液完全反应后，再用0.02000 mol·L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液25.00mL。

已知：SO₂＋2Fe³⁺＋2H₂O=SO₄^2－＋2Fe²⁺＋4H⁺

Cr₂O₇^2－＋6Fe²⁺＋14H^＋=2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O

则样品中FeS₂的质量分数是多少？（假设杂质不参加反应）

（5）该生产过程中产生的尾气除了含有N₂、O₂外，还含有SO₂、微量的SO₃和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO₂含量的是         。(填字母)

A．NaOH溶液、酚酞试液                           B．KMnO₄溶液、稀H₂SO₄ 

C．碘水、淀粉溶液                         D．氨水、酚酞

Answer

（1）4FeS2  + 11O2  2Fe2O3+8SO2  （2分）        33（2分）

（2）2SO2(g) ＋ O2(g) ＝ 2SO3(g) ；⊿H＝－197 kJ/mol （2分）

（3）a   b   d （各1分）

（4）  3FeS2     ～    2Cr2O72－

   3×120             2

   m(FeS2)       0.0200×25.00×10-3

       m(FeS2)= =0.09000g

w(FeS2)= ×100%=90.0%  （4分）             （5）BC (2分)

【解析】（1）黄铁矿燃烧生成SO2和氧化铁，方程式为4FeS2  + 11O2  2Fe2O3+8SO2 。反应中 氧气是氧化剂，转移电子是44，所以当有6mol SO2生成时，转移电子44mol÷8×6＝33mol。

（2）标准状态下1120m3SO2气体是50000mol，所以反应中消耗的SO2是50000mol×0.96＝48000mol，所以2molSO2反应放出的热量是4.728×106kJ÷24000＝197 kJ/mol，所以热化学方程式为2SO2(g) ＋ O2(g) ＝ 2SO3(g) ；⊿H＝－197 kJ/mol。

（3）粉碎可以增大反应物的接触面积，加快反应速率，a正确。增大氧气的浓度可以提高SO2的转化率，b正确。催化剂不能改变平衡状态，只能改变反应速率，c不正确。d正确，阿保质期，用浓硫酸吸收，答案选abd。

（4）考查根据关系式进行的有关计算。根据有关方程式可知

3FeS2     ～    2Cr2O72－

   3×120             2

   m(FeS2)       0.0200×25.00×10-3

       m(FeS2)= =0.09000g

w(FeS2)= ×100%=90.0%

（5）SO2具有还原性，所以BC正确，AD不正确，因为三氧化硫和酸雾也能被吸收。答案选BC。